Ответственный выбор

Космический мусор: откуда берется и почему никуда не улетает

06.02.2018
Главная » Дела » Ответственный выбор » Космический мусор: откуда берется и почему никуда не улетает

За годы освоения космоса там скопилось много бесполезных предметов. Выпускница МГТУ им. Баумана по специальности «моделирование космических комплексов» Анна Ложкина объясняет происхождение этого мусора, откуда он берется и почему не падает нам на голову, рассказывает, что можно сделать для поддержания чистоты космического пространства.

Какие объекты вращаются вокруг нашей планеты?

В первую очередь это техника, запущенная людьми.

По низкой околоземной орбите, высотой от 160 до 2000 километров, двигаются аппараты дистанционного зондирования, межпланетная космическая станция (МКС).

На более удаленной, геостационарной орбите, ее высота примерно 36 тысяч километров над поверхностью планеты, “зависают” спутники прямого вещания телевизионных программ и различных систем связи.

Много спутников

На самом деле спутники двигаются с очень большой линейной и угловой скоростью, успевая за вращением Земли, поэтому каждый находится над своей точкой планеты — как бы висят над ней.

Помимо этого на орбитах находится различный “космический мусор”.

Откуда берется в космосе мусор, если там никто не живет?

Как и на Земле, в космосе мусор — дело рук человеческих. Это отработанные ступени ракет-носителей, обломки столкнувшихся или взорвавшихся спутников.

Количество аппаратов, отправленных в космическое пространство с 1957 года по настоящее время, перевалило за 15 тысяч. На низких орбитах уже становится тесно.

Часть техники устаревает — у некоторых аппаратов заканчивается топливо, у других выходит из строя оборудование. Такие спутники уже не поддаются управлению, а только отслеживанию.

Скоро вокруг Земли будет столько спутников и космического мусора, что нельзя будет запустить новый спутник или улететь с Земли на ракете

Столкновение даже небольших объектов, движущихся с орбитальными скоростями под углом друг к другу, приводит к их значительному разрушению. Так жвачка, залетевшая на орбиту МКС, может пробить оболочку станции и погубить весь экипаж.

Подобный эффект — рост количества мусора на низкой околоземной орбите в результате столкновения объектов, называется синдромом Кесслера и потенциально может привести в будущем к полной невозможности использования космического пространства при запусках с Земли.

А как дела высоко-высоко, там, на геостационарной орбите? Она тоже густо заселена, места там стоят дорого и на них даже есть лист ожидания. Поэтому, как только подходит к концу срок эксплуатации аппарата, его выводят с геостационара, а на освободившуюся позицию летит следующий спутник.

Куда девается космический мусор?

С низкой околоземной орбиты любой крупный объект спускается в атмосферу, где сгорает быстро и полностью — нам на голову даже пепел не падает.

о мусоре в космосе 4

А вот с маленькими кусочками дело обстоит сложнее. Несколько организаций США и России надежно отслеживают лишь космические аппараты и фрагменты мусора крупнее 10 см. Объекты с размерами от 1 до 10 см практически не поддаются счету.

С геостационарной орбиты устаревшие или прекратившие нормально функционировать спутники задвигают подальше, на высоту около 40 тысяч километров, чтобы освободить место для новых претендентов.

Так, за геостационаром, появилась орбита захоронения, где «умершие» спутники будут по инерции летать еще сотни лет.

А что происходит с космическими кораблями?

Корабли, на которых люди отправлялись в космос, возвращаются на Землю, где доживают свой век в музеях или научных центрах.

Мусор, образующийся в процессе жизнедеятельности обитателей международной космической станции, точно в космос не попадет. Он тщательно собирается, грузится на транспортный корабль — тот, что привозит им все необходимое, и отправляется по направлению к Земле. Этот корабль на обратном пути почти полностью сгорает в атмосфере или затапливается в Тихом океане.

Мусор, как издержки запуска космических аппаратов

Сообщение по радио или с экранов телевидения о том, что “отделение первой ступени прошло в штатном режиме» звучит привычно для современного человека. По дороге к запланированной орбите ракета-носитель теряет и другие, ставшие ненужными, детали.

На 1 кг запущенной массы приходится минимум 5 кг вспомогательной. Что с ними происходит?

Баки первой ступени сразу “отлавливают” на Земле специально обученные люди. Вторая ступень и обтекатели тоже падают на Землю, но разлетаются намного дальше и найти их сложнее.

полигон космомусор

А вот разгонные блоки, которые используются при переходе с опорной орбиты на конечную, там наверху и остаются. Со временем они потихоньку сползают вниз, входят в атмосферу, где и сгорают.

В общем, все превращается в пыль и рассеивается в атмосфере. Разве что очень-очень большие и прочные куски долетают до нас. В 2001 году долетел кусок от станции МИР и упал в океан.

Утилизация космических аппаратов

Получается, что способы утилизации космических аппаратов — это топить в океане, запустить подальше, сжечь в атмосфере … Такой полностью безотходный метод.

Детали, найденные на Земле спасателями, перерабатывают или повторно используют.

К сожалению, переработать пока можно не все. Вытекший из упавшего двигателя гидразин отравит почву и воду далеко и надолго.

Как вся эта пыль и гарь влияет на воздух, которым дышим?

Да, наш с вами воздух загрязняется и захламляется маленькими частицами пепла, пыли, другими продуктами горения космических аппаратов. Но не так сильно, как от выбросов земных машин и заводов.

Вот только один пример. Суммарная масса воздуха в атмосфере — 5Х10¹⁵ тонн. Масса орбитальной станции “ Мир”, самого крупного из космических аппаратов когда-либо вошедших в атмосферу, и сгоревших в ней (2001 год) — 105 тонн. То есть все капельки и пылинки, оставшиеся от орбитальной станции, ничто по сравнению с величиной атмосферы.

Теперь посмотрим на выбросы промышленности. По данным Росстата, наименьший суммарный выброс за период наблюдений с 1992 года пришелся на 1999 год. И он составил 18,5 млн тонн.

То есть только над нашей страной за один год в воздух попало в 176190 раз больше грязи, чем разнесло над всем земным шаром, пока «Мир» горел в атмосфере.

Мусор в Космосе

Что можно сделать для уменьшения количества мусора в космосе

В последние годы перед человечеством остро встали проблемы поддержания чистоты космического пространства.

Есть несколько направлений, по которым ведутся исследования:

  • Развитие микроспутниковой отрасли. Уже созданы спутники-коробочки — кубсаты и таблетсаты. При их запуске достигается существенная экономия на выводе, требуется меньше топлива, меньше лишнего попадает на орбиту. Правда, как догнать такой комочек, если что-то пойдет не так, пока неясно.
  • Увеличение продолжительности жизни аппаратов. Первые спутники были рассчитаны на 5 лет, современные аппараты — на 15 лет.
  • Повторное использование деталей. Самый большой прорыв в этом направление — возвратные ракеты-носители, над которыми уже работает Илон Маск.

Еще очень важно разобраться с тем, какие спутники действительно необходимы, более ответственно относиться к выбору запускаемых аппаратов.

В отдаленном будущем, надеемся, появятся пылесосы или другие приспособления, которые позволят делать косметическую и даже генеральную уборку космического пространства.

Мало ли что можно придумать, если поразмыслить, если задаться целью, сохранить чистый космос для будущих поколений.